簡單的檢測(cè)電路通過電源線調(diào)光降低LED驅(qū)動(dòng)器上的應(yīng)力

低壓LED系統(tǒng)中電流控制電路的修改允許使用斬波電源電壓來調(diào)制LED強(qiáng)度。該電路通過在電源電壓關(guān)閉期間關(guān)閉LED來防止浪涌電流流向去耦電容器。

在低壓（24V）照明系統(tǒng)中，離線電源通?？梢晕挥诰嚯x燈一定距離的地方。通常用簡單的兩芯電纜連接兩部分，通過斬波電源電壓可以控制燈的強(qiáng)度。對(duì)于基于燈絲的燈，這不是問題，但斬波電源電壓會(huì)影響LED燈的可靠性。

LED燈需要一個(gè)專用電路來控制LED電流，與大多數(shù)控制電路一樣，該電路需要在電源電壓輸入端使用去耦電容。電容器隨著電源電壓的每次轉(zhuǎn)換交替充電和放電，陶瓷電容器在以這種方式處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生惱人的噪聲。電解電容器沒有聲學(xué)問題，但高浪涌電流會(huì)導(dǎo)致等效串聯(lián)電阻的功耗，從而影響可靠性。（電解電容器的ESR高于陶瓷電容器。這種效應(yīng)會(huì)縮短電解電容器的使用壽命。

只需在電源電壓關(guān)斷期間關(guān)閉 LED，即可避免去耦電容放電。大多數(shù)LED驅(qū)動(dòng)器（如MAX16832）都有專用輸入（DIM），可用于快速打開和關(guān)閉LED電流。但是，您必須使用額外的信號(hào)驅(qū)動(dòng)DIM輸入，如果只有兩根電線可用，則無法做到這一點(diǎn)！解決方案是讓燈中的LED驅(qū)動(dòng)器電路檢測(cè)關(guān)斷時(shí)間的開始，并在電容器嚴(yán)重放電之前關(guān)閉LED。該電路還必須檢測(cè)導(dǎo)通時(shí)間的開始，以便重新打開LED。

這個(gè)想法的最簡單實(shí)現(xiàn)如圖 1 所示（暫時(shí)忽略藍(lán)線）。二極管D（紅色）將DIM信號(hào)與去耦電容隔離開來。當(dāng)電源電壓關(guān)閉（即關(guān)斷時(shí)間開始）時(shí)，DIM信號(hào)進(jìn)入邏輯零點(diǎn)并禁用LED驅(qū)動(dòng)器。由于去耦電容不再由LED加載，因此它保持其電荷。

圖1.該電路包括藍(lán)色電路和紅色二極管（見文字）的電路，通過在斬波電源電壓關(guān)閉的時(shí)間間隔內(nèi)關(guān)閉LED來防止去耦電容器過度充電和放電。

在實(shí)踐中，這種方法有幾個(gè)缺點(diǎn)。首先，二極管引入等于V的耗散?× I負(fù)荷。其次，驅(qū)動(dòng)器關(guān)斷的確切時(shí)刻由二極管之前系統(tǒng)中的電容決定。如果這個(gè)電容很大，DIM信號(hào)不會(huì)立即下降，而是需要一些時(shí)間才能達(dá)到邏輯零，這個(gè)時(shí)間間隔可以讓去耦電容損失大量電荷。這個(gè)問題可以通過在二極管之前將負(fù)載電阻接地來克服，該負(fù)載電阻會(huì)迅速將DIM信號(hào)拉到地，但該電阻也會(huì)在導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)引入不必要的耗散。

圖 1 所示的藍(lán)色添加項(xiàng)展示了更好的解決方案。二極管被取消，D2/C3的組合形成一個(gè)包絡(luò)檢波器，跟隨輸入電壓，但速度很慢。在導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)，T1的基極-發(fā)射極電壓為正，因此T1關(guān)閉，其集電極為0V。 T2、R3和R4形成一個(gè)逆變器，將該邏輯0轉(zhuǎn)換為邏輯1，并通過DIM引腳打開LED。

輸入電壓隨著關(guān)斷時(shí)間的開始而迅速下降，但包絡(luò)檢波器的響應(yīng)速度較慢。因此，T1上的基極電壓下降速度快于其發(fā)射極電壓。當(dāng)基極-發(fā)射極電壓達(dá)到-0.7V時(shí)，T1接通，導(dǎo)致DIM處的邏輯電平從1變?yōu)?。這種轉(zhuǎn)換可立即關(guān)閉LED驅(qū)動(dòng)器，從而消除去耦電容的負(fù)載。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)間開始時(shí)，基壓再次上升，關(guān)閉T1，LED驅(qū)動(dòng)器重新打開。由于輸入電壓波動(dòng)不超過1V，因此導(dǎo)通時(shí)間開始時(shí)的浪涌電流大大降低。

這些性能改進(jìn)很容易衡量。首先，圖2a的波形顯示了斬波輸入電壓在未采取措施保護(hù)去耦電容的情況下的影響。浪涌電流的峰值大于12A，輸入電壓（存在于去耦電容上）表現(xiàn)出較大的振蕩。在關(guān)斷期間，輸入電壓下降超過10V。

引入檢測(cè)電路會(huì)大大降低這些值（圖 2b）。輸入電流峰值約為2A，提高了6倍。輸入電壓的波動(dòng)要小得多，現(xiàn)在約為2V，足夠低，允許使用廉價(jià)的陶瓷去耦電容，而沒有可聞噪聲。DIM信號(hào)（圖3）顯示了輸入電壓振蕩引起的兩個(gè)毛刺：一個(gè)在導(dǎo)通周期開始時(shí)，另一個(gè)在關(guān)斷周期開始時(shí)較小。但是，這些毛刺太短，不會(huì)影響LED電流（圖4）。

圖2.輸入電壓和電流如圖1所示，藍(lán)色檢測(cè)電路處于非活動(dòng)狀態(tài)（a）和活動(dòng)狀態(tài)（b）。

審核編輯：郭婷